Vertical Industries Requirements Analysis & Targeted KPIs for Advanced 5G Trials

Just before the commercial roll out of European 5G networks, 5G trials in realistic environments have been recently initiated all around Europe, as pat of the Phase 3 projects of 5GPPP H2020 program [1]. The goal is to showcase 5G's capabilities and to convince stakeholders about its value adding business potential. The approach is to offer advanced 5G connectivity to real vertical industries and showcase how it enables them to overcome existing 4G network limitations and other long standing issues. The 5G EVE H2020 5GPPP project [2] offers cutting edge 5G end to end facilities (in 4 countries) to diversified vertical industry experimenters. The objective is to understand the needs of prominent industries across Europe and to offer tailor made 5G experience to each and every one of them. This paper contributes to the understanding of vertical services' needs, by offering a thorough and concise vertical requirements analysis methodology, including an examination of the 4G limitations. It also provides real life values for the targeted KPIs of three vertical sectors namely, Smart Industry (4.0), Smart Cities / Health and Smart Energy, while assisting market roll out by prioritizing their connectivity needs.Comment: EuCNC 201

Large-scale photonic integrated circuits for advanced modulation formats

The development of large-scale photonic integrated circuits for signal generation,processing and detection has attracted particular interest over the last decades,aiming at the enhancement of optical networks transparency and the significantincrease of functionality and efficiency in combination with the very small size thatthey can provide. The use of the photonic integrated implementations intransmission scenarios of mixed traffic and the support of advanced modulationformats lead to the exploitation of the huge bandwidth, being available in an opticalnetwork, and the evolution of the today’s WDM networks providing a first view ofthe next generation optical networks abilities.Within this framework, the thesis focuses on the study, development andexperimental demonstration of novel photonic integrated circuits, hybridtransmission scenarios and optical transmission systems, which can support bothconventional and advanced modulation formats. In this sense, the present doctoralthesis aims at the combination, in a common direction, of photonic integration andadvanced modulation formats, which are advancing the current state-of-the-art inphotonic technology, in order to provide a more straightforward transition to nextgeneration optical networks.Within the framework of the thesis, a large-scale photonic integrated circuit capableto provide regeneration of OOK and DPSK signals and wavelength conversion ofDQPSK signals, as well as a photonic integrated transceiver array capable toaccommodate OOK signals were studied and experimentally demonstrated for thefirst time. In addition, optical transmission systems were developed for the study ofhybrid DWDM scenarios of OOK, DPSK and DQPSK traffic and the transmissionperformance evaluation of high-rate D8PSK signals over very long distances.Η ανάπτυξη οπτικών κυκλωμάτων υψηλής ολοκλήρωσης για το σχηματισμό, τη λήψηκαι την επεξεργασία σημάτων έχει προκαλέσει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον καθώςοδηγεί στην επέκταση της διαφάνειας των οπτικών δικτύων και προσφέρει αυξημένηλειτουργικότητα και αποδοτικότητα σε πολύ μικρές διαστάσεις. Η εφαρμογή τωνολοκληρωμένων οπτικών κυκλωμάτων σε σύνθετα σενάρια μετάδοσης και η υποστήριξηπροηγμένων σχημάτων διαμόρφωσης προσφέρει την πλήρη αξιοποίηση του διαθέσιμουεύρους ζώνης και εξελίσσει τα σημερινά WDM δίκτυα δίνοντας μία πρώτη εικόνα τωνδυνατοτήτων των οπτικών δικτύων νέας γενιάς.Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, η διατριβή εστιάζει στη μελέτη, ανάπτυξη και πειραματικήαξιολόγηση πρωτότυπων ολοκληρωμένων οπτικών κυκλωμάτων, υβριδικών σεναρίωντηλεπικοινωνιακής κίνησης και συστημάτων μετάδοσης που αφορούν τόσο συμβατικάόσο και προηγμένα σχήματα διαμόρφωσης. Υπό αυτήν την έννοια, η παρούσα διατριβήαναφέρεται στις δύο πιο σημαντικές τάσεις εξέλιξης των οπτικών επικοινωνιών καιγενικότερα της φωτονικής τεχνολογίας, δηλαδή της φωτονικής ολοκλήρωσης και τωνπροηγμένων σχημάτων διαμόρφωσης, και καταφέρνει την τομή και την κοινήεφαρμογή τους σε σύνθετα οπτικά συστήματα μετάδοσης. Με αυτόν τον τρόπο,επιτυγχάνεται μία κοινή συνισταμένη για άμεση μετάβαση στα οπτικά δίκτυα επόμενηςγενιάς.Στα πλαίσια της διατριβής, μελετήθηκε και αξιολογήθηκε οπτικό κύκλωμα υψηλήςολοκλήρωσης για την αναγέννηση OOK και DPSK σημάτων και μετατροπή μήκουςκύματος DQPSK σημάτων καθώς και οπτική πολυκαναλική διάταξη ολοκληρωμένωνκυκλωμάτων για την παραγωγή και λήψη σημάτων OOK. Παράλληλα, αναπτύχθηκανοπτικά συστήματα μετάδοσης που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη υβριδικών σεναρίωντηλεπικοινωνιακής κίνησης μέσω DWDM μετάδοσης ΟΟΚ, DPSK και DQPSKσημάτων και στην αξιολόγηση της απόδοσης μετάδοσης υψίρρυθμων D8PSK σημάτωνσε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων

Large-scale photonic integrated circuits for Advanced Modulation Formats

250 σ.Η ανάπτυξη οπτικών κυκλωμάτων υψηλής ολοκλήρωσης για το σχηματισμό, τη λήψη και την επεξεργασία σημάτων έχει προκαλέσει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον καθώς οδηγεί στην επέκταση της διαφάνειας των οπτικών δικτύων και προσφέρει αυξημένη λειτουργικότητα και αποδοτικότητα σε πολύ μικρές διαστάσεις. Η εφαρμογή των ολοκληρωμένων οπτικών κυκλωμάτων σε σύνθετα σενάρια μετάδοσης και η υποστήριξη προηγμένων σχημάτων διαμόρφωσης προσφέρει την πλήρη αξιοποίηση του διαθέσιμου εύρους ζώνης και εξελίσσει τα σημερινά WDM δίκτυα δίνοντας μία πρώτη εικόνα των δυνατοτήτων των οπτικών δικτύων νέας γενιάς. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, η διατριβή εστιάζει στη μελέτη, ανάπτυξη και πειραματική αξιολόγηση πρωτότυπων ολοκληρωμένων οπτικών κυκλωμάτων, υβριδικών σεναρίων τηλεπικοινωνιακής κίνησης και συστημάτων μετάδοσης που αφορούν τόσο συμβατικά όσο και προηγμένα σχήματα διαμόρφωσης. Υπό αυτήν την έννοια, η παρούσα διατριβή αναφέρεται στις δύο πιο σημαντικές τάσεις εξέλιξης των οπτικών επικοινωνιών και γενικότερα της φωτονικής τεχνολογίας, δηλαδή της φωτονικής ολοκλήρωσης και των προηγμένων σχημάτων διαμόρφωσης, και καταφέρνει την τομή και την κοινή εφαρμογή τους σε σύνθετα οπτικά συστήματα μετάδοσης. Με αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνεται μία κοινή συνισταμένη για άμεση μετάβαση στα οπτικά δίκτυα επόμενης γενιάς. Στα πλαίσια της διατριβής, μελετήθηκε και αξιολογήθηκε οπτικό κύκλωμα υψηλής ολοκλήρωσης για την αναγέννηση OOK και DPSK σημάτων και μετατροπή μήκους κύματος DQPSK σημάτων καθώς και οπτική πολυκαναλική διάταξη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για την παραγωγή και λήψη σημάτων OOK. Παράλληλα, αναπτύχθηκαν οπτικά συστήματα μετάδοσης που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη υβριδικών σεναρίων τηλεπικοινωνιακής κίνησης μέσω DWDM μετάδοσης ΟΟΚ, DPSK και DQPSK σημάτων και στην αξιολόγηση της απόδοσης μετάδοσης υψίρρυθμων D8PSK σημάτων σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων.The development of large-scale photonic integrated circuits for signal generation, processing and detection has attracted particular interest over the last decades, aiming at the enhancement of optical networks transparency and the significant increase of functionality and efficiency in combination with the very small size that they can provide. The use of the photonic integrated implementations in transmission scenarios of mixed traffic and the support of advanced modulation formats lead to the exploitation of the huge bandwidth, being available in an optical network, and the evolution of the today’s WDM networks providing a first view of the next generation optical networks abilities. Within this framework, the thesis focuses on the study, development and experimental demonstration of novel photonic integrated circuits, hybrid transmission scenarios and optical transmission systems, which can support both conventional and advanced modulation formats. In this sense, the present doctoral thesis aims at the combination, in a common direction, of photonic integration and advanced modulation formats, which are advancing the current state-of-the-art in photonic technology, in order to provide a more straightforward transition to next generation optical networks. Within the framework of the thesis, a large-scale photonic integrated circuit capable to provide regeneration of OOK and DPSK signals and wavelength conversion of DQPSK signals, as well as a photonic integrated transceiver array capable to accommodate OOK signals were studied and experimentally demonstrated for the first time. In addition, optical transmission systems were developed for the study of hybrid DWDM scenarios of OOK, DPSK and DQPSK traffic and the transmission performance evaluation of high-rate D8PSK signals over very long distances.Μάριος Ι. Μπουγιούκο

Experimental analysis of an all-optical packet router

International audience<p>In this paper, we address the experimental implementation of an all-optical packet routing scheme, with contention resolution capability, using interconnected semiconductor optical amplifier (SOA)-based Mach- Zehnder interferometer (SOA-MZI) structures. Cross talk stemming from the blocked packets, due to the nonideal switching performed by the SOA-MZIs, is analyzed in every stage of the routing configuration. The routing functions and states performance are evaluated through bit-error ratio measurements and extinction ratio analysis.</p